SPRAWOZDANIE

Temat: Wyznaczanie momentów dipolowych ciekłych dielektryków metodą Guggenheima - Smitha

Opis ćwiczenia: stosując jako rozpuszczalnik cykloheksan sporządziliśmy 5 roztworów o różnej objętości benzenu i rozpuszczalnika. Następnie zmierzyliśmy pojemności kondensatorów dla każdej próbki oraz odczytaliśmy ich współczynniki załamania światła za pomocą refraktometru. Zebrane dane przedstawia poniższa tabela:

lp	Objętość dodawanego chlorobenzenu [cm^3]	Współczynnik załamania światła n	Pojemność kondensatora C [pF]
1	1,5	1,4238	284,10
2	4	1,4260	286,40
3	6	1,4291	301,11
4	9	1,4325	317,80
5	12	1,4361	327,62

Pojemność pustego kondensatora: C₀=142,15 pF

Pojemność kondensatora wypełnionego rozpuszczalnikiem: C₁=276,6 pF

1. Obliczenie stężeń roztworów.

Stężenie dodawanego chlorobenzenu:

Objętość kolbki:

Stężenie otrzymanego roztworu:

Dla pierwszego roztworu:

Stężenia pozostałych roztworów zostały policzone analogicznie i wynoszą:

LP	Stężenie [mol/dm^3]
1	0,168
2	0,336
3	0,672
4	1,008
5	1,344

2. Wyznaczenie stałej dielektrycznej.

Pojemność pustego kondensatora: C₀=142,15 pF

Pojemność kondensatora wypełnionego rozpuszczalnikiem: C₁=276,6 pF

Pojemność kondensatora napełnionego danym roztworem:

LP	Pojemność kondensatora [pF]
1	284,10
2	286,40
3	301,11
4	317,80
5	327,62

Stała dielektryczna rozpuszczalnika wynosi:

Stała dielektryczna dla roztworu:

Dla pierwszego roztworu:

Stałe dielektryczne pozostałych roztworów:

LP	ε
1	2,080066
2	2,097566
3	2,209491
4	2,336482
5	2,4112

3. Wyznaczenie parametru ∆

Parametr ∆ obliczę ze wzoru:

Współczynnik załamania światła dla rozpuszczalnika:

n=1,4236

Stała dielektryczna rozpuszczalnika:

Dla pierwszego roztworu:

LP	∆
1	0,056496
2	0,067727
3	0,170801
4	0,288062
5	0,352454

Dla pozostałych roztworów parametr ∆ wynosi:

Wyniki powyższych obliczeń obrazuje zbiorcza tabela:

lp	Objętość dodawanego chlorobenzenu [cm^3]	Współczynnik załamania światła n	Stężenie chlorobenzenu w roztworze [mol/dm^3]	Pojemność kondensatora C [pF]	Stała dielektryczna εr	Δ
1	1,5	1,4238	0,168	284,10	2,080066	0,056496
2	4	1,4260	0,336	286,40	2,097566	0,067727
3	6	1,4291	0,672	301,11	2,209491	0,170801
4	9	1,4325	1,008	317,80	2,336482	0,288062
5	12	1,4361	1,344	327,62	2,4112	0,352454

4. Wyznaczenie współczynnika kierunkowego prostej ∆ =f(c):

Aby wyznaczy współczynnik kierunkowy prostej korzystam z zależności;

lp	Cchlorobenzenu [mol/dm^3]	Δ	ci^2	Δ i·ci
1	0,168	0,05649634	0,028224	0,009491
2	0,336	0,0677	0,112896	0,022756
3	0,672	0,17080126	0,451584	0,114778
4	1,008	0,2880623	1,016064	0,290367
5	1,344	0,35245353	1,806336	0,473698
	Σ	0,9355404	3,415104	0,91109

5. Wyznaczenie momentu dipolowego.

Moment dipolowy wyznaczę korzystając z równania:

6. Błąd wyznaczenia momentu dipolowego.

1. Względne odchylenie standardowe momentu dipolowego

a -współczynnik kierunkowy

S_a -odchylenie standardowe

Wariancja resztowa:

lp	yi =Δ	yobl	y- yobl	(y- yobl)^2
1	0,05649634	0,044819482	0,011676861	0,0001363
2	0,06772697	0,089638965	-0,021911995	0,0004801
3	0,17080126	0,179277929	-0,008476667	0,0000719
4	0,2880623	0,268916894	0,019145408	0,0003665
5	0,35245353	0,358555858	-0,006102331	0,0000372
Σ				0,0010921

Wobec tego odchylenie standardowe jest równe:

Względne odchylenie standardowe momentu dipolowego wynosi:

2. Błąd względny.

_lit=1,69

7. Przyczyny błędu pomiarowego:

- niedokładne zmierzenie pojemności kondensatorów,

- niedokładne sporządzenie roztworów do pomiarów,

- fakt, że roztwory mogły być zanieczyszczone wodą,

- wartość literaturowa momentu dipolowego została podana dla ok. 20°C

- 4 -

---